CN114032846A - 一种大直径埋管下穿冲沟的导流结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大直径埋管下穿冲沟的导流结构，它包括渡槽、衔接段挡墙、防冲底板、临时围堰、临时导流管、埋管、支护结构。所述渡槽位于埋管上方，为现浇钢筋混凝土结构，永临结合布置；所述衔接段挡墙位于渡槽两端，为渡槽与冲沟现状护岸的衔接结构；所述防冲底板位于衔接段挡墙部位的冲沟河床上；所述临时围堰位于衔接段挡墙上、下游的冲沟内，为非汛期挡水土石围堰；所述临时导流管横贯渡槽、衔接段挡墙所在冲沟，采用PE管；所述渡槽与衔接段挡墙、渡槽与防冲底板之间的伸缩缝内均设有止水；所述埋管为钢管结构，设埋管外包混凝土保护；所述支护结构为埋管施工成槽的防护结构。本发明具有结构安全、施工简单、投资省、环境影响小的特点。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程中的导流明渠结构，具体涉及一种大直径埋管下穿冲沟的导流结构。
背景技术
直径2.0m以上的大直径埋管下穿深厚覆盖层基础上的冲沟时，为减少开挖放坡的征地面积，降低政策处理难度，常采用钢板桩、钻孔灌注桩等垂直支护开挖，穿越冲沟部位时，必须考虑施工导流及度汛安全问题。
大直径埋管支护结构施工工期长，施工导流度汛通常跨汛期施工，需新增导流明渠。导流明渠过流能力按度汛洪水标准确定，并不小于现状冲沟行洪规模。
新增导流明渠后，根据冲沟和导流明渠部位的埋管施工先后工序，通常有以下两种做法：
方法一、先明渠后冲沟：1)先利用现状冲沟导流，在拟改线设置导流明渠部位，施工完成桩基支护结构及埋管；2)开挖施工导流明渠；3)利用新建的导流明渠导流，施工完成冲沟部位的桩基支护结构及埋管；4)恢复冲沟导流；5)恢复导流明渠至原地面高程。
方法二、先冲沟后明渠：1)新建导流明渠；2)利用新建的导流明渠导流，施工完成冲沟部位的桩基支护结构及埋管；3)恢复冲沟导流后回填导流明渠；4)施工完成导流明渠部位的桩基支护结构及埋管；5)导流明渠部位的埋管施工完成后回填至原地面高程。
山区冲沟具有洪水暴涨暴落的特点，汛期洪峰流量大，但非汛期径流小甚至无水。上述两种方法都需要新建导流明渠，且由于过流能力要求不小于冲沟行洪规模，明渠规模大，投资及环境影响均较大。
山区冲沟在枯水期是完全有条件在冲沟内，采用小规模的土石围堰导流施工支护结构的桩基及防渗结构，因为此时埋管基坑尚未开挖，不影响埋管施工安全，因此，有必要对大直径埋管下穿冲沟的导流结构进行优化，在保障施工安全的同时，优化工序，并降低投资及对环境的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服大直径埋管下穿冲沟时，新建明渠施工工序繁琐、投资大、对环境影响大的缺点，提供一种大直径埋管下穿冲沟的导流结构，通过在支护桩顶部设置钢筋混凝土渡槽结构。一方面，渡槽可兼做明渠导流和恢复的冲沟过流渠道，永临结合一次到位；另一方面，渡槽与支护桩整体浇筑，较支护桩顶部框格支撑梁更可靠，为下部埋管浅埋暗挖施工创造了条件，也有利于降低投资及对环境的影响。
本发明所采用的技术方案是：
一种大直径埋管下穿冲沟的导流结构，包括渡槽、衔接段挡墙、防冲底板、临时围堰、临时导流管、埋管、支护结构。所述渡槽位于所述埋管的上方，为永临结合布置，既是冲沟在所述埋管部位的汛期导流结构，也是运行期冲沟的支护结构，所述渡槽的两端搁置在所述埋管的支护结构上，渡槽底板兼做渡槽下方支护结构的顶支撑；所述衔接段挡墙位于所述渡槽的两端，为渡槽与冲沟现状护岸的衔接结构；所述防冲底板位于所述衔接段挡墙部位的冲沟河床上；所述临时围堰位于所述衔接段挡墙上、下游的冲沟内，为非汛期挡水土石围堰，临时围堰为所述渡槽、衔接段挡墙、防冲底板非汛期施工提供防护，汛期到来前拆除。所述临时导流管横贯所述渡槽、衔接段挡墙所在冲沟，避免非汛期冲沟水流进入所述渡槽基坑。
进一步地，所述渡槽可采用现浇U形钢筋混凝土结构。根据渡槽上部交通需要，所述现浇U形钢筋混凝土结构的渡槽也可改为现浇钢筋混凝土箱涵，箱涵过流需满足非汛期导流及运行期行洪的洪水标准。
进一步地，所述衔接段挡墙采用混凝土重力式挡墙。
进一步地，所述防冲底板为钢筋混凝土底板，在与所述渡槽、衔接段挡墙连接部位处，防冲底板局部放大加厚。
进一步地，所述临时导流管可采用PE管，两端分别伸出临时围堰，将冲沟上游水体引至冲沟下游，汛期到来前随所述临时围堰一起拆除，改由已实施完成的所述渡槽、衔接段挡墙、防冲底板承担导流功能。
进一步地，所述渡槽与衔接段挡墙、渡槽与防冲底板之间均设有伸缩缝，伸缩缝内设有止水，止水可采用铜片止水、或钢边橡胶止水、或橡胶止水。
进一步地，所述埋管为钢管结构，在支护结构完工后，常规部位均明挖成槽施工，但在渡槽下方需暗挖施工，埋管一般在工厂制造成标准管节，现场安装就位后环向焊接，然后再绑扎钢筋立模浇筑埋管外包混凝土，回填恢复至原地面高程。
进一步地，所述埋管外包混凝土位于埋管外部，对埋管起保护作用。
进一步地，所述支护结构为埋管施工成槽的防护结构，包括钻孔灌注桩、高压旋喷桩、冠梁、顶支撑、钢支撑和钢围檩。钻孔灌注桩是埋管基坑主要受力结构，共设两排，为钢筋混凝土结构，采用回旋钻或冲击钻成孔，泥浆护壁或套管施工，钻孔灌注桩纵向受力钢筋顶部在冠梁部位伸入冠梁，在渡槽部位伸入渡槽；高压旋喷桩布置于钻孔灌注桩外侧间隙，采用双重管旋喷，起防渗作用；冠梁位于钻孔灌注桩顶部，为钢筋混凝土现浇结构，结合顶支撑构成框架结构，起约束钻孔灌注桩地表位移的作用；顶支撑位于冠梁之间，为钢筋混凝土结构，在埋管基坑开挖前与冠梁整体浇筑；钢支撑为钻孔灌装桩中下部的支撑结构，在土体开挖至相应高程后安装，两端与钢围檩采用螺栓连接，钢支撑为埋管开挖施工的临时结构，用于保障埋管基坑成槽开挖至基础，方便埋管施工，一般在埋管基础加固处理后拆除，根据支护结构稳定需要，所述钢支撑可设一道或多道；钢围檩为钢支撑与钻孔灌注桩之间的连接结构，随钢支撑一道安装及拆除。
进一步地，根据埋管基坑地质情况，所述支护结构也可采用其他具有承载、防渗作用的支护结构，如钢板桩、地下连续墙等。
进一步地，为保障施工质量，所述衔接段挡墙、防冲底板、埋管外包混凝土设置厚度10cm左右的素混凝土垫层。
本发明的有益效果是：
1)结构安全。钢筋混凝土现浇的渡槽底板兼做渡槽下方支护结构的顶支撑，导流渡槽的框架架构稳定性更好，钻孔灌注桩顶部更不易变形，受力条件好，导流结构安全有保障。
2)施工简单。充分利用冲沟非汛期过流量小的特点，非汛期在冲沟内利用土石围堰和导流管施工，避免新建大直径管道的导流明渠，施工更简单。
3)投资省。汛期导流渡槽或箱涵，两端的衔接段渠道及防冲底板均为永临结合结构，特别是取消了导流明渠以及导流明渠两边护岸所需的防渗墙结构，节省投资效果明显。
4)环境影响小。导流明渠开挖放坡影响范围大，优化取消有利于环境保护。。
附图说明
图1是本发明实施例一种大直径埋管下穿冲沟的导流结构的平面布置图；
图2是图1的A—A剖视图；
图3是图1的B—B剖视图；
图4是图1的C—C剖视图；
图5是图1的D—D剖视图。
图中：1-渡槽；2-衔接段挡墙；3-防冲底板；4-临时围堰；5-临时导流管；6-止水；7-埋管；8-埋管外包混凝土；9-支护结构；91-钻孔灌注桩；92-高压旋喷桩；93-冠梁；94-顶支撑；95-钢支撑；96-钢围檩；10-冲沟。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1～图5所示，本发明一种大直径埋管下穿冲沟的导流结构，包括渡槽1、衔接段挡墙2、防冲底板3、临时围堰4、临时导流管5、止水6、埋管7、埋管外包混凝土8、支护结构9。
所述渡槽1位于埋管7上方，为现浇U形钢筋混凝土结构，永临结合布置，既是冲沟10在埋管7部位的汛期导流结构，也是运行期冲沟10的支护结构，两端搁置在埋管7支护结构9的钻孔灌注桩91上，渡槽1的底板兼做渡槽1下方支护结构的顶支撑；渡槽1的两端与衔接段挡墙2间伸缩缝采用止水6连接。
所述衔接段挡墙2位于渡槽1两端，为渡槽1与冲沟10现状护岸的衔接结构，考虑防渗要求，一般采用混凝土重力式挡墙。
所述防冲底板3位于衔接段挡墙2部位的冲沟10河床上，为钢筋混凝土底板，与渡槽1、衔接段挡墙2连接部位，防冲底板3局部放大加厚，与渡槽1之间的伸缩缝设止水6连接。
所述临时围堰4位于衔接段挡墙2上下游的冲沟10内，为非汛期挡水土石围堰，为渡槽1、衔接段挡墙2、防冲底板3非汛期施工提供防护，汛期到来前拆除。临时围堰4内设置临时导流管5，避免非汛期冲沟10水流进入渡槽1基坑。
所述临时导流管5横贯渡槽1、衔接段挡墙2所在冲沟10，可采用PE管，两端分别伸出临时围堰5，将冲沟10上游水体引至冲沟10下游，汛期到来前随临时围堰4一起拆除，改由已实施完成的渡槽1、衔接段挡墙2、防冲底板3承担导流功能。
所述止水6分别位于渡槽1与衔接段挡墙2、渡槽1与防冲底板3之间的伸缩缝内，可采用铜片止水、钢边橡胶止水或橡胶止水。
所述埋管7为钢管结构，在支护结构9完工后，常规部位均明挖成槽施工，但在渡槽1下方需暗挖施工，埋管7一般在工厂制造成标准管节，现场安装就位后环向焊接，然后再绑扎钢筋立模浇筑埋管外包混凝土8，回填恢复至原地面高程。
所述埋管外包混凝土8位于埋管7外部，对埋管7起保护作用。
所述支护结构9为埋管7施工成槽的防护结构，包括钻孔灌注桩91、高压旋喷桩92、冠梁93、顶支撑94、钢支撑95和钢围檩96。钻孔灌注桩91是埋管7基坑主要受力结构，共设两排，为钢筋混凝土结构，采用回旋钻或冲击钻成孔，泥浆护壁或套管施工，桩径可采用1.0m，桩中心间距1.2m布置，钻孔灌注桩91纵向受力钢筋顶部在冠梁93部位伸入冠梁93，在渡槽1部位伸入渡槽1；高压旋喷桩92布置于钻孔灌注桩91外侧间隙，采用双重管旋喷，起防渗作用，水泥掺量不宜小于30％；冠梁93位于钻孔灌注桩91顶部，为钢筋混凝土现浇结构，结合顶支撑94构成框架结构，起约束钻孔灌注桩91地表位移的作用；顶支撑94位于冠梁93之间，为钢筋混凝土结构，在埋管7基坑开挖前与冠梁93整体浇筑；钢支撑95为钻孔灌装桩91中下部的支撑结构，在土体开挖至相应高程后安装，两端与钢围檩96采用螺栓连接，钢支撑95为埋管7开挖施工的临时结构，用于保障埋管7基坑成槽开挖至基础，方便埋管7施工，一般在埋管7基础加固处理后拆除；钢围檩96为钢支撑95与钻孔灌注桩91之间的连接结构，随钢支撑95一道安装及拆除。
为保障施工质量，所述衔接段挡墙2、防冲底板3、埋管外包混凝土8设置厚度10cm左右的素混凝土垫层。
根据渡槽1上部交通需要，所述现浇U形钢筋混凝土结构的渡槽1也可改为现浇钢筋混凝土箱涵，箱涵过流需满足非汛期导流及运行期行洪的洪水标准。
根据埋管7基坑地质情况，所述钻孔灌注桩91和高压旋喷桩92也可采用其他具有承载、防渗作用的支护结构，如钢板桩、地下连续墙等。
根据支护结构9稳定需要，所述钢支撑95可设一道或多道。
本领域的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：它包括渡槽、衔接段挡墙、防冲底板、临时围堰、临时导流管、埋管、支护结构；所述渡槽位于所述埋管的上方，为永临结合布置，所述渡槽既是冲沟在埋管部位的汛期导流结构，也是运行期冲沟的支护结构，渡槽的两端搁置在所述支护结构上，渡槽的底板兼做渡槽下方支护结构的顶支撑；所述衔接段挡墙位于所述渡槽的两端，为所述渡槽与冲沟现状护岸的衔接结构；所述防冲底板位于所述衔接段挡墙部位的冲沟河床上；所述临时围堰位于所述衔接段挡墙上、下游的冲沟内，为非汛期挡水土石围堰，所述临时围堰为所述渡槽、衔接段挡墙、防冲底板非汛期施工提供防护，汛期到来前拆除；所述临时导流管横贯所述渡槽、衔接段挡墙所在冲沟，避免非汛期冲沟水流进入所述渡槽基坑。
2.根据权利要求1所述的大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：所述渡槽采用现浇U形钢筋混凝土结构或钢筋混凝土箱涵结构。
3.根据权利要求1所述的大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：所述衔接段挡墙采用混凝土重力式挡墙。
4.根据权利要求1所述的大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：所述防冲底板为钢筋混凝土底板，在与所述渡槽、衔接段挡墙连接部位处，防冲底板局部放大加厚。
5.根据权利要求1所述的大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：所述临时导流管采用PE管，两端分别伸出所述临时围堰，将冲沟上游水体引至冲沟下游，汛期到来前随所述临时围堰一起拆除，改由已实施完成的所述渡槽、衔接段挡墙、防冲底板承担导流功能。
6.根据权利要求1所述的大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：所述渡槽与衔接段挡墙、渡槽与防冲底板之间均设有伸缩缝，在伸缩缝内设有止水；止水采用铜片止水、或钢边橡胶止水、或橡胶止水。
7.根据权利要求1所述的大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：所述埋管为钢管结构，埋管外设有外包混凝土，对埋管起保护作用。
8.根据权利要求1所述的大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：所述支护结构为所述埋管施工成槽的防护结构，包括钻孔灌注桩、高压旋喷桩、冠梁、顶支撑、钢支撑和钢围檩；钻孔灌注桩是埋管基坑主要受力结构，共设2排，为钢筋混凝土结构，采用回旋钻或冲击钻成孔，泥浆护壁或套管施工，钻孔灌注桩纵向受力钢筋顶部在冠梁部位伸入冠梁，在渡槽部位伸入渡槽；高压旋喷桩布置于钻孔灌注桩外侧间隙，采用双重管旋喷，起防渗作用；冠梁位于钻孔灌注桩顶部，为钢筋混凝土现浇结构，结合顶支撑构成框架结构，起约束钻孔灌注桩地表位移的作用；顶支撑位于冠梁之间，为钢筋混凝土结构，在埋管基坑开挖前与冠梁整体浇筑；钢支撑为钻孔灌装桩中下部的支撑结构，在土体开挖至相应高程后安装，两端与钢围檩采用螺栓连接，钢支撑为埋管开挖施工的临时结构，用于保障埋管基坑成槽开挖至基础，方便所述埋管施工，在埋管基础加固处理后拆除，钢支撑设一道或多道；钢围檩为钢支撑与钻孔灌注桩之间的连接结构，随钢支撑一起安装及拆除。
9.根据权利要求1所述的大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：所述支护结构还采用钢板桩、或地下连续墙。
10.根据权利要求1所述的大直径埋管下穿冲沟的导流结构，其特征在于：所述衔接段挡墙、防冲底板、埋管外包混凝土均设置有素混凝土垫层。
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